JP2003522904A - 噴射装置及び流体を噴射する方法 - Google Patents
噴射装置及び流体を噴射する方法Info
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、制御弁(2)と、制御弁(2)を操作するための調節エレメントと、制御弁(2)により制御室(8)内の圧力増大若しくは圧力減少を介して制御可能である噴射ノズルとを備えた噴射装置であって、その際、制御弁(2)は少なくとも2つの切り替え状態を有しており、かつ、制御弁(2)の第1の切り替え状態においては第1の圧力が制御室(8)内に生ぜしめられ、この圧力においては噴射ノズルは閉じられており、かつ、制御弁(2)の第2の切り替え状態においては第2の圧力が制御室(8)内に生ぜしめられ、この圧力においては噴射ノズルが開かれている形式のものにおいて、その際、制御弁(2)が少なくとも1つの第3の切り替え状態を有しており、この切り替え状態においては第3の圧力が制御室(8)内に生ぜしめられ、この圧力は第1の圧力と第2の圧力との間にあって、かつこの圧力においては噴射ノズルが開かれている噴射装置に関する。本発明は更に、本発明による噴射装置が使用される、流体を噴射する方法に関する。
Description
【0001】
背景技術
本発明は、制御弁と、制御弁を操作するための調節エレメントと、制御弁によ
り制御室内の圧力増大若しくは圧力減少を介して制御可能である噴射ノズルとを
備えた噴射装置であって、その際、制御弁は少なくとも2つの切り替え状態を有
しており、かつ、制御弁の第1の切り替え状態においては第1の圧力が制御室内
に生ぜしめられ、この圧力においては噴射ノズルは閉じられており、かつ、制御
弁の第2の切り替え状態においては第2の圧力が制御室内に生ぜしめられ、この
圧力においては噴射ノズルが開かれている形式のものに関する。本発明は更に、
調節エレメントが電気的に制御され、調節エレメントが制御弁を操作し、制御弁
の操作によって制御室内の圧力が増大又は減少せしめられ、かつ、噴射ノズルが
制御室内の圧力に関連して開かれ又は閉じられる形式の、流体を噴射する方法に
関する。
り制御室内の圧力増大若しくは圧力減少を介して制御可能である噴射ノズルとを
備えた噴射装置であって、その際、制御弁は少なくとも2つの切り替え状態を有
しており、かつ、制御弁の第1の切り替え状態においては第1の圧力が制御室内
に生ぜしめられ、この圧力においては噴射ノズルは閉じられており、かつ、制御
弁の第2の切り替え状態においては第2の圧力が制御室内に生ぜしめられ、この
圧力においては噴射ノズルが開かれている形式のものに関する。本発明は更に、
調節エレメントが電気的に制御され、調節エレメントが制御弁を操作し、制御弁
の操作によって制御室内の圧力が増大又は減少せしめられ、かつ、噴射ノズルが
制御室内の圧力に関連して開かれ又は閉じられる形式の、流体を噴射する方法に
関する。
【0002】
上位概念による装置及び上位概念による方法は公知であり、好ましくは貯蔵噴
射システム(「コモンレール」)において使用されている。貯蔵噴射においては
、圧力発生と噴射とが遮断されている。噴射圧力は機関回転数及び噴射量に無関
係に生ぜしめられ、「レール」(燃料貯蔵器)内で噴射のために準備される。噴
射時点及び噴射量は電子的な制御装置内で計算され、各機関シリンダにおける噴
射装置により、制御される調節エレメントを介して変換せしめられる。調節エレ
メントとしては一般に磁石弁及び圧電アクチュエータが使用される。噴射装置は
これにより実際上連続的に、例えば1000〜2000バールの、コモンレール
からの圧力を供給することができる。この高い流体の圧力は、次いで一面では、
噴射を高い噴射圧力で行うために利用され、その際、高い圧力は、有害物質放射
及び燃料消費量に正の影響を有している。他面では、流体はシステムの行程制御
される運転のためにも、利用される。
射システム(「コモンレール」)において使用されている。貯蔵噴射においては
、圧力発生と噴射とが遮断されている。噴射圧力は機関回転数及び噴射量に無関
係に生ぜしめられ、「レール」(燃料貯蔵器)内で噴射のために準備される。噴
射時点及び噴射量は電子的な制御装置内で計算され、各機関シリンダにおける噴
射装置により、制御される調節エレメントを介して変換せしめられる。調節エレ
メントとしては一般に磁石弁及び圧電アクチュエータが使用される。噴射装置は
これにより実際上連続的に、例えば1000〜2000バールの、コモンレール
からの圧力を供給することができる。この高い流体の圧力は、次いで一面では、
噴射を高い噴射圧力で行うために利用され、その際、高い圧力は、有害物質放射
及び燃料消費量に正の影響を有している。他面では、流体はシステムの行程制御
される運転のためにも、利用される。
【0003】
基本的に、行程制御される噴射システムにおいては、流体のある程度の割合を
漏えいシステム内に排出しなければならないことを、回避することができない。
この漏えいシステムはこの場合一般に燃料タンクと接続しており、したがって漏
えい量は噴射装置から燃料タンク内に戻すことができる。一般に、生じた漏えい
量を減少させることが望まれる。それは、この漏えい量は噴射システムの効率を
減少させ、かつ、例えば高圧ポンプの出力要求に関しての別の欠点をもたらすか
らである。
漏えいシステム内に排出しなければならないことを、回避することができない。
この漏えいシステムはこの場合一般に燃料タンクと接続しており、したがって漏
えい量は噴射装置から燃料タンク内に戻すことができる。一般に、生じた漏えい
量を減少させることが望まれる。それは、この漏えい量は噴射システムの効率を
減少させ、かつ、例えば高圧ポンプの出力要求に関しての別の欠点をもたらすか
らである。
【0004】
上位概念による噴射装置においては、漏えい量は複数の箇所において、かつ、
システムの複数の機能状態中に、生ずる。例えば噴射ノズルの圧力室はなかんず
く噴射ノズルの押し棒の案内を介して、有利には直接的に噴射装置の、押し棒に
接している制御室と接続している。ところで、押し棒を負荷軽減して、噴射ノズ
ルの開放を可能にするために、制御室内の圧力を減少させる場合、負荷軽減のた
めに漏えいシステムと接続している制御室と、コモンレールの圧力が存在してい
る噴射ノズルの圧力室との間に大きな圧力差が生ずる。要するに、燃料の噴射ノ
ズルの圧力室から制御室内への、ひいては漏えいシステム内への、オーバーフロ
ーが生ずる。押し棒の案内は供給絞り(z絞り)のように作用し、このことは制
御室が圧力軽減された状態において不都合な副次的効果である。特に、迅速な切
り替え過程のためにはもともと絞り(供給絞り並びに排出絞り)が必要である。
これによって、漏えい量を制御弁の開かれている状態中に減少させることが、特
に望ましい。
システムの複数の機能状態中に、生ずる。例えば噴射ノズルの圧力室はなかんず
く噴射ノズルの押し棒の案内を介して、有利には直接的に噴射装置の、押し棒に
接している制御室と接続している。ところで、押し棒を負荷軽減して、噴射ノズ
ルの開放を可能にするために、制御室内の圧力を減少させる場合、負荷軽減のた
めに漏えいシステムと接続している制御室と、コモンレールの圧力が存在してい
る噴射ノズルの圧力室との間に大きな圧力差が生ずる。要するに、燃料の噴射ノ
ズルの圧力室から制御室内への、ひいては漏えいシステム内への、オーバーフロ
ーが生ずる。押し棒の案内は供給絞り(z絞り)のように作用し、このことは制
御室が圧力軽減された状態において不都合な副次的効果である。特に、迅速な切
り替え過程のためにはもともと絞り(供給絞り並びに排出絞り)が必要である。
これによって、漏えい量を制御弁の開かれている状態中に減少させることが、特
に望ましい。
【0005】
発明の利点
請求項1による本発明による噴射装置は背景技術に基づいて、制御弁が少なく
とも1つの第3の切り替え状態を有しており、この切り替え状態においては第3
の圧力が制御室内に生ぜしめられ、この圧力は第1の圧力と第2の圧力との間に
あって、かつこの圧力においては噴射ノズルが開かれていることによって、構成
される。この形式で、背景技術の欠点が取り除かれる。制御室が制御弁の操作に
よって圧力軽減されると、制御室と噴射ノズルの圧力室との間に高い圧力差があ
る。これは一面では、噴射ノズルが迅速に開くために、望ましいことであり、他
面において、大きな燃料量が圧力室から噴射ノズルの押し棒の案内を介して制御
室内に、ひいては漏えいシステム内に、オーバーフローするという欠点をもたら
す。本発明によれば、今や、一面では噴射ノズルの迅速な開放をすることが可能
であり、この場合、すなわち制御室が普通の形式で迅速に負荷軽減され、しかし
やはり制御室内にある程度の圧力増大をもたらす。制御室内のこの圧力増大は一
面では制御室と噴射ノズルの圧力室との間の圧力差及びしたがって流体の制御室
内及び漏えいシステム内へのオーバーフローを減少させ、他面ではしかしながら
圧力は、噴射ノズルがその開いた状態においてとどまるように、選ぶことができ
る。更に、噴射ノズルが閉じる前に既に制御室内である程度の圧力増大が行われ
、したがって、噴射ノズルの閉鎖をもたらす次の圧力増大が単にわずかな圧力差
を克服するだけでよく、このことは、切り替え遅れの減少により噴射ノズルの迅
速な閉鎖をもたらす。
とも1つの第3の切り替え状態を有しており、この切り替え状態においては第3
の圧力が制御室内に生ぜしめられ、この圧力は第1の圧力と第2の圧力との間に
あって、かつこの圧力においては噴射ノズルが開かれていることによって、構成
される。この形式で、背景技術の欠点が取り除かれる。制御室が制御弁の操作に
よって圧力軽減されると、制御室と噴射ノズルの圧力室との間に高い圧力差があ
る。これは一面では、噴射ノズルが迅速に開くために、望ましいことであり、他
面において、大きな燃料量が圧力室から噴射ノズルの押し棒の案内を介して制御
室内に、ひいては漏えいシステム内に、オーバーフローするという欠点をもたら
す。本発明によれば、今や、一面では噴射ノズルの迅速な開放をすることが可能
であり、この場合、すなわち制御室が普通の形式で迅速に負荷軽減され、しかし
やはり制御室内にある程度の圧力増大をもたらす。制御室内のこの圧力増大は一
面では制御室と噴射ノズルの圧力室との間の圧力差及びしたがって流体の制御室
内及び漏えいシステム内へのオーバーフローを減少させ、他面ではしかしながら
圧力は、噴射ノズルがその開いた状態においてとどまるように、選ぶことができ
る。更に、噴射ノズルが閉じる前に既に制御室内である程度の圧力増大が行われ
、したがって、噴射ノズルの閉鎖をもたらす次の圧力増大が単にわずかな圧力差
を克服するだけでよく、このことは、切り替え遅れの減少により噴射ノズルの迅
速な閉鎖をもたらす。
【0006】
有利には、調節エレメントは圧電アクチュエータであり、この圧電アクチュエ
ータは電気的な制御によって長さ変化を受ける。圧電アクチュエータは噴射装置
において使用する場合に特にその小さな構造形及びその確実な作業形式によって
、実証されている。本発明の場合、圧電アクチュエータの使用は特に有用である
。それはその長さ変化が、電気的な制御のパラメータ(例えば電圧、パルス持続
時間)によって簡単な形式で影響可能であるからである。
ータは電気的な制御によって長さ変化を受ける。圧電アクチュエータは噴射装置
において使用する場合に特にその小さな構造形及びその確実な作業形式によって
、実証されている。本発明の場合、圧電アクチュエータの使用は特に有用である
。それはその長さ変化が、電気的な制御のパラメータ(例えば電圧、パルス持続
時間)によって簡単な形式で影響可能であるからである。
【0007】
有利には制御弁が第4の切り替え状態を有しており、この切り替え状態におい
ては圧力が制御室内に生ぜしめられ、この圧力においては噴射ノズルが閉じられ
ている。このことは、制御弁の周期的な作業形式を容易にし、特に噴射経過形成
及び前噴射に関して、容易にする。
ては圧力が制御室内に生ぜしめられ、この圧力においては噴射ノズルが閉じられ
ている。このことは、制御弁の周期的な作業形式を容易にし、特に噴射経過形成
及び前噴射に関して、容易にする。
【0008】
本発明は、制御室が部分的に噴射ノズルの押し棒の端面によって仕切られてい
る噴射装置において、特別な利点をもたらす。制御室は要するに直接に押し棒に
境を接しており、このことは、圧力差がある場合の圧力室から制御室内への流体
の浸入を有利にする。圧力差の減少は要するにこのようなシステムにおいては、
特に強い作用を有している。
る噴射装置において、特別な利点をもたらす。制御室は要するに直接に押し棒に
境を接しており、このことは、圧力差がある場合の圧力室から制御室内への流体
の浸入を有利にする。圧力差の減少は要するにこのようなシステムにおいては、
特に強い作用を有している。
【0009】
有利には、噴射ノズルの押し棒は弾性的な手段により力を負荷されている。弾
性的な手段、有利にはコイルばね、は噴射ノズルを確実に規定された状態に保持
する。
性的な手段、有利にはコイルばね、は噴射ノズルを確実に規定された状態に保持
する。
【0010】
本発明の特に有利な展開は、制御弁が第1の切り替え状態において第1の弁座
にあり、したがって制御室が漏えいシステムから分離されており、制御弁が第2
の切り替え状態において弁座になく、したがって制御室が漏えいシステムと第1
の流動横断面を介して接続されており、かつ、制御弁が第3の切り替え状態にお
いて弁座になく、したがって制御室が漏えいシステムと第2の流動横断面を介し
て接続されており、その際、第1の流動横断面は第2の流動横断面よりも大きい
ことに存する。制御弁の流動横断面を適当に選ぶことによって、特に簡単な形式
で制御室内の圧力増大を選ぶことができる。例えば、第1の流動横断面は、制御
弁の最大限可能な流動横断面であることができ、換言すれば制御弁が完全に開か
れている状態である。第2の流動横断面はその場合連続的に、制御弁の閉じられ
ている状態(流動横断面はゼロ)と最大限の流動横断面を備えた完全に開かれて
いる状態との間で調整可能である。制御弁の第2の切り替え状態における正しい
圧力構成は要するに制御弁の特性曲線を介して調べることができる。
にあり、したがって制御室が漏えいシステムから分離されており、制御弁が第2
の切り替え状態において弁座になく、したがって制御室が漏えいシステムと第1
の流動横断面を介して接続されており、かつ、制御弁が第3の切り替え状態にお
いて弁座になく、したがって制御室が漏えいシステムと第2の流動横断面を介し
て接続されており、その際、第1の流動横断面は第2の流動横断面よりも大きい
ことに存する。制御弁の流動横断面を適当に選ぶことによって、特に簡単な形式
で制御室内の圧力増大を選ぶことができる。例えば、第1の流動横断面は、制御
弁の最大限可能な流動横断面であることができ、換言すれば制御弁が完全に開か
れている状態である。第2の流動横断面はその場合連続的に、制御弁の閉じられ
ている状態(流動横断面はゼロ)と最大限の流動横断面を備えた完全に開かれて
いる状態との間で調整可能である。制御弁の第2の切り替え状態における正しい
圧力構成は要するに制御弁の特性曲線を介して調べることができる。
【0011】
制御弁が第4の切り替え状態において第2の弁座にあり、したがって制御室が
漏えいシステムから分離されていると、有利である。噴射ノズルを閉じるための
制御室内の圧力構成は要するに、この変化形においても、もちろん第2の弁座を
介しての制御弁の閉鎖によって行われる。第2の弁座を適当に配置しておく場合
、噴射ノズルの開放及び続いての閉鎖は要するに、調節エレメントの専らの膨張
によって行われる。これに続く(部分)サイクルは専らの長さ短縮によって行わ
れる。
漏えいシステムから分離されていると、有利である。噴射ノズルを閉じるための
制御室内の圧力構成は要するに、この変化形においても、もちろん第2の弁座を
介しての制御弁の閉鎖によって行われる。第2の弁座を適当に配置しておく場合
、噴射ノズルの開放及び続いての閉鎖は要するに、調節エレメントの専らの膨張
によって行われる。これに続く(部分)サイクルは専らの長さ短縮によって行わ
れる。
【0012】
有利には、噴射圧力はコモンレールにより生ぜしめられる。まさに、実際上噴
射ノズルの圧力室内で連続的に高い圧力が存在しているこのシステムにおいて、
本発明は有用である。噴射ノズルの圧力室内の高い圧力は圧力室と制御室との間
の高い圧力差を生ぜしめる。この圧力差を制御室内の圧力の変化によって減少さ
せることは、過度に大きく生ずる漏えい量による欠点を部分的に取り除くことが
できる。
射ノズルの圧力室内で連続的に高い圧力が存在しているこのシステムにおいて、
本発明は有用である。噴射ノズルの圧力室内の高い圧力は圧力室と制御室との間
の高い圧力差を生ぜしめる。この圧力差を制御室内の圧力の変化によって減少さ
せることは、過度に大きく生ずる漏えい量による欠点を部分的に取り除くことが
できる。
【0013】
請求項9による上位概念の方法の本発明による構成は、調節エレメントの制御
によって、制御弁がまず第1の切り替え状態から、少なくとも3つの切り替え状
態のうちの第2の切り替え状態にもたらされ、これによって制御室内の圧力が減
少せしめられて、噴射ノズルが開かれ、調節エレメントを更に続いて制御するこ
とによって、制御弁が、3つの切り替え状態のうちの第3の切り替え状態にもた
らされ、これによって制御室内の圧力が増大せしめられ、かつ噴射ノズルが開か
れた状態にとどまり、調節エレメントを更に続いて制御することによって、制御
弁が別の切り替え状態にもたらされ、この切り替え状態においては圧力が制御室
内で更に続いて増大せしめられ、これによって噴射ノズルが閉じられることに存
する。この形式で要するに、制御室の負荷軽減によって行われる噴射ノズルの開
放の後に、制御室内の圧力が再び部分的に増大せしめられ、その際噴射ノズルを
閉じることはない。要するに、一面では、噴射ノズルの迅速な開放を可能にする
迅速な圧力増大が行われ、他面では、噴射ノズルの圧力室と制御室との間の圧力
差ひいてはまた漏えい量が減少せしめられる。
によって、制御弁がまず第1の切り替え状態から、少なくとも3つの切り替え状
態のうちの第2の切り替え状態にもたらされ、これによって制御室内の圧力が減
少せしめられて、噴射ノズルが開かれ、調節エレメントを更に続いて制御するこ
とによって、制御弁が、3つの切り替え状態のうちの第3の切り替え状態にもた
らされ、これによって制御室内の圧力が増大せしめられ、かつ噴射ノズルが開か
れた状態にとどまり、調節エレメントを更に続いて制御することによって、制御
弁が別の切り替え状態にもたらされ、この切り替え状態においては圧力が制御室
内で更に続いて増大せしめられ、これによって噴射ノズルが閉じられることに存
する。この形式で要するに、制御室の負荷軽減によって行われる噴射ノズルの開
放の後に、制御室内の圧力が再び部分的に増大せしめられ、その際噴射ノズルを
閉じることはない。要するに、一面では、噴射ノズルの迅速な開放を可能にする
迅速な圧力増大が行われ、他面では、噴射ノズルの圧力室と制御室との間の圧力
差ひいてはまた漏えい量が減少せしめられる。
【0014】
制御弁が第1の切り替え状態において第1の弁座にあり、かつ、別の切り替え
状態が第1の切り替え状態に相応していると、好ましい。制御弁は要するに、噴
射過程の終了のために、その出発位置の第1の弁座に戻る。
状態が第1の切り替え状態に相応していると、好ましい。制御弁は要するに、噴
射過程の終了のために、その出発位置の第1の弁座に戻る。
【0015】
有利には、制御弁は別の切り替え状態において第2の弁座にある。これにより
、第1の弁座と第2の弁座との間の制御弁の往復運動及びその間の相応する制御
弁の部分的に開いた状態の位置決めによって、本発明による利点を実現すること
ができる。
、第1の弁座と第2の弁座との間の制御弁の往復運動及びその間の相応する制御
弁の部分的に開いた状態の位置決めによって、本発明による利点を実現すること
ができる。
【0016】
制御弁の第1の切り替え状態において、かつ、制御弁の別の切り替え状態にお
いて、制御室が漏えいシステムから分離され、かつ、制御弁の第2の切り替え状
態において、かつ、制御弁の第3の切り替え状態において、制御室が漏えいシス
テムと接続されるのが、好ましい。制御室の圧力軽減は要するに制御室を漏えい
システムに接続することによって行われるのに対し、圧力増大は制御室を漏えい
システムから遮断することによって行われる。
いて、制御室が漏えいシステムから分離され、かつ、制御弁の第2の切り替え状
態において、かつ、制御弁の第3の切り替え状態において、制御室が漏えいシス
テムと接続されるのが、好ましい。制御室の圧力軽減は要するに制御室を漏えい
システムに接続することによって行われるのに対し、圧力増大は制御室を漏えい
システムから遮断することによって行われる。
【0017】
制御弁の第2の切り替え状態における制御弁を通る流動横断面が制御弁の第3
の切り替え状態におけるよりも大きいことが、特に好ましい。制御室内の可変の
圧力調整は要するに制御弁の流動横断面を介して調整される。
の切り替え状態におけるよりも大きいことが、特に好ましい。制御室内の可変の
圧力調整は要するに制御弁の流動横断面を介して調整される。
【0018】
本発明の根底をなす驚くべき認識は、噴射システムの漏えい量を噴射ノズルの
開放位相中の制御室内の圧力の変化を介して減少せしめることができるというこ
とである。制御室内の圧力は噴射ノズルの圧力室内のコモンレール圧力に著しい
程度に一致させることができ、したがって一面では噴射ノズルの閉鎖がまだ行わ
れないが、他面ではしかし圧力室から制御室内への流体の著しくわずかな流動が
生じている。
開放位相中の制御室内の圧力の変化を介して減少せしめることができるというこ
とである。制御室内の圧力は噴射ノズルの圧力室内のコモンレール圧力に著しい
程度に一致させることができ、したがって一面では噴射ノズルの閉鎖がまだ行わ
れないが、他面ではしかし圧力室から制御室内への流体の著しくわずかな流動が
生じている。
【0019】
実施例の説明
以下においては、図面に示した特別な実施形に基づいて本発明を例説する。
【0020】
図1においては、本発明による噴射装置が部分的に示されている。制御弁2は
、制御弁2の上方に配置されている図示していない調節エレメントにより操作可
能である。制御弁2は第1の弁座4と第2の弁座6とを有している。制御弁2は
制御室8と連通しており、制御室は部分的に噴射ノズルの押し棒10により仕切
られている。押し棒10は更に、噴射ノズルに規定された、閉じた位置を与える
ために、ばね12により力を負荷されている。図示の状態では制御弁2はその第
1の弁座4にあり、したがって制御室8は、概略的に導管によって示した漏えい
システム14から分離されている。制御室8は、やはり導管によって示したコモ
ンレール16と接続しているので、制御弁2の図示の状態では、コモンレール圧
力は制御室8内に構成されている。したがって、押し棒10ひいては噴射ノズル
は下方に向かって押し付けられ、このことは、噴射ノズルを閉じた状態に保つ。
ところで制御弁2が、調節エレメントによる操作によって、その第1の弁座を離
れると、制御室8が負荷軽減される。したがって噴射ノズルの押し棒10は上方
に向かって動かされる。したがって噴射ノズルは開く。
、制御弁2の上方に配置されている図示していない調節エレメントにより操作可
能である。制御弁2は第1の弁座4と第2の弁座6とを有している。制御弁2は
制御室8と連通しており、制御室は部分的に噴射ノズルの押し棒10により仕切
られている。押し棒10は更に、噴射ノズルに規定された、閉じた位置を与える
ために、ばね12により力を負荷されている。図示の状態では制御弁2はその第
1の弁座4にあり、したがって制御室8は、概略的に導管によって示した漏えい
システム14から分離されている。制御室8は、やはり導管によって示したコモ
ンレール16と接続しているので、制御弁2の図示の状態では、コモンレール圧
力は制御室8内に構成されている。したがって、押し棒10ひいては噴射ノズル
は下方に向かって押し付けられ、このことは、噴射ノズルを閉じた状態に保つ。
ところで制御弁2が、調節エレメントによる操作によって、その第1の弁座を離
れると、制御室8が負荷軽減される。したがって噴射ノズルの押し棒10は上方
に向かって動かされる。したがって噴射ノズルは開く。
【0021】
噴射ノズルの図示していない圧力室内には実際上連続的にコモンレール圧力が
支配しており、噴射過程中にも支配している。噴射過程中には制御室8はしかし
圧力軽減されているので、この位相においては圧力室と制御室8との間に特に高
い圧力差が生じている。これにより流体は押し棒10の案内を介して制御室8内
に達することができ、漏えいシステム14を付加的に負荷することができる。こ
の効果に本発明は立ち向かう。制御室8が負荷軽減されており、かつ、押し棒1
0がしたがって上方に向かって動かされていると、制御弁2が部分的に閉じられ
、したがって制御室8内では圧力が再び高められ、この圧力はしかし噴射ノズル
の閉鎖圧力の下方にとどまる。圧力差により支援される漏えい流はしたがって減
少せしめられる。
支配しており、噴射過程中にも支配している。噴射過程中には制御室8はしかし
圧力軽減されているので、この位相においては圧力室と制御室8との間に特に高
い圧力差が生じている。これにより流体は押し棒10の案内を介して制御室8内
に達することができ、漏えいシステム14を付加的に負荷することができる。こ
の効果に本発明は立ち向かう。制御室8が負荷軽減されており、かつ、押し棒1
0がしたがって上方に向かって動かされていると、制御弁2が部分的に閉じられ
、したがって制御室8内では圧力が再び高められ、この圧力はしかし噴射ノズル
の閉鎖圧力の下方にとどまる。圧力差により支援される漏えい流はしたがって減
少せしめられる。
【0022】
本発明による噴射システムにおける行程比及び圧力比は図2によって詳細に説
明する。上方のグラフ(a)においては、制御弁HSTVの行程が時間tに対し
て示されている。中間のグラフ(b)においては、ノズル行程HDがやはり時間
tに対して示されている。下方のグラフ(c)においては、制御室内の圧力PS TR が時間tに対して示されている。これら3つのグラフ(a)、(b)及び(
c)は、それらの時間軸tが互いに合致するように、上下に配置されている。
明する。上方のグラフ(a)においては、制御弁HSTVの行程が時間tに対し
て示されている。中間のグラフ(b)においては、ノズル行程HDがやはり時間
tに対して示されている。下方のグラフ(c)においては、制御室内の圧力PS TR が時間tに対して示されている。これら3つのグラフ(a)、(b)及び(
c)は、それらの時間軸tが互いに合致するように、上下に配置されている。
【0023】
時点t1の前には、制御弁はその座にある。制御弁の行程はゼロである。した
がって、制御室内には高い圧力が構成され、このことは、やはりノズル行程もゼ
ロであることを生ぜしめる。時点t1において、ところで、制御弁が操作され、
したがってその行程はゼロでなくなる。これに相応して、制御室が負荷軽減され
る。ある程度の時間遅れの後に、やはりノズルが開く。時点t2において、ノズ
ルはその完全に開かれた状態にあり、かつ、制御室の更に引き続く負荷軽減が行
われる。
がって、制御室内には高い圧力が構成され、このことは、やはりノズル行程もゼ
ロであることを生ぜしめる。時点t1において、ところで、制御弁が操作され、
したがってその行程はゼロでなくなる。これに相応して、制御室が負荷軽減され
る。ある程度の時間遅れの後に、やはりノズルが開く。時点t2において、ノズ
ルはその完全に開かれた状態にあり、かつ、制御室の更に引き続く負荷軽減が行
われる。
【0024】
図2の上方のグラフ(a)においては、曲線(i)によって、背景技術による
制御弁の行程がどのように行われるかが示されている。制御弁は全くその最大の
行程に固定され、このことは、圧力も、図2の下方のグラフ(c)における曲線
(i)のように、低い値にとどまることを生ぜしめる。したがって背景技術によ
れば、噴射弁の圧力室と制御室との間に大きな圧力差が生じる。
制御弁の行程がどのように行われるかが示されている。制御弁は全くその最大の
行程に固定され、このことは、圧力も、図2の下方のグラフ(c)における曲線
(i)のように、低い値にとどまることを生ぜしめる。したがって背景技術によ
れば、噴射弁の圧力室と制御室との間に大きな圧力差が生じる。
【0025】
本発明による制御弁の行程の経過は図2aにおいて曲線(ii)によって示され
ている。時点t2の後に、制御弁の行程が減少せしめられ、したがって制御室内
の圧力が、図2c及びそこに示されている曲線(ii)のように、高められる。こ
の圧力増大はしかしながら圧力pc−Δpまでしか行われず、その際pcは噴射
ノズルの閉鎖圧力である。したがってノズル行程は制御室内の圧力増大によって
、変化しない。このことは、図2bによって認めることができる。続いて制御弁
の行程が再びゼロに戻され、制御室内の圧力がノズルの閉鎖圧力pcを超え、か
つ、ノズル行程がしたがって再び値ゼロになる。
ている。時点t2の後に、制御弁の行程が減少せしめられ、したがって制御室内
の圧力が、図2c及びそこに示されている曲線(ii)のように、高められる。こ
の圧力増大はしかしながら圧力pc−Δpまでしか行われず、その際pcは噴射
ノズルの閉鎖圧力である。したがってノズル行程は制御室内の圧力増大によって
、変化しない。このことは、図2bによって認めることができる。続いて制御弁
の行程が再びゼロに戻され、制御室内の圧力がノズルの閉鎖圧力pcを超え、か
つ、ノズル行程がしたがって再び値ゼロになる。
【0026】
図2の図示において、注意すべきことは、図2aにおいて実際に制御弁のその
弁座に関する相対行程が示されていることである。例えば2つの弁座を備えた制
御弁を使用する場合、曲線(ii)の第1の降下する側面は、制御弁の最初の方向
への別の運動によって、あるいはまた運動逆転によって、生ぜしめることができ
る。
弁座に関する相対行程が示されていることである。例えば2つの弁座を備えた制
御弁を使用する場合、曲線(ii)の第1の降下する側面は、制御弁の最初の方向
への別の運動によって、あるいはまた運動逆転によって、生ぜしめることができ
る。
【0027】
この関連は、図3において再度詳細に説明されており、この図3においては流
動横断面Qが絶対行程H′STVに対して示されている。大きさH′STVはこ
れにより、その第1の弁座(Sitz1)からの制御弁の実際の行程であり、図2a
におけるように、その任意の弁座に関する相対行程ではない。図3において認め
られるように、流動横断面Qは、行程H′STVをゼロと最大値との間で適当に
選ぶことによって、調整することができる。調節エレメントを適当に制御するこ
と、及び相応する長さ変化によって、要するに適当な行程H′STV、ひいては
また適当な流動横断面Qを調整することができる。減少せしめられた流動横断面
、例えばQ1、の調整は、図2cによる、本発明による有利な、制御室内の圧力
増大をもたらす。
動横断面Qが絶対行程H′STVに対して示されている。大きさH′STVはこ
れにより、その第1の弁座(Sitz1)からの制御弁の実際の行程であり、図2a
におけるように、その任意の弁座に関する相対行程ではない。図3において認め
られるように、流動横断面Qは、行程H′STVをゼロと最大値との間で適当に
選ぶことによって、調整することができる。調節エレメントを適当に制御するこ
と、及び相応する長さ変化によって、要するに適当な行程H′STV、ひいては
また適当な流動横断面Qを調整することができる。減少せしめられた流動横断面
、例えばQ1、の調整は、図2cによる、本発明による有利な、制御室内の圧力
増大をもたらす。
【0028】
本発明による実施例の前述の記述は単に説明のために役立つものであって、本
発明を限定するためのものではない。本発明の範囲内で、本発明の周囲並びにそ
の等価物から逸脱することなしに、種々の変化及び変形が可能である。
発明を限定するためのものではない。本発明の範囲内で、本発明の周囲並びにそ
の等価物から逸脱することなしに、種々の変化及び変形が可能である。
【図1】
本発明による噴射装置を部分的に断面して示す。
【図2a】
本発明による方法を説明するためのグラフを示す。
【図2b】
本発明による方法を説明するためのグラフを示す。
【図2c】
本発明による方法を説明するためのグラフを示す。
【図3】
本発明を説明するためのグラフを示す。
2 制御弁、 4 第1の弁座、 6 第2の弁座、 8 制御室、 10
押し棒、 12 ばね、 14 漏えいシステム、 16 コモンレール、 H D
ノズル行程、 HSTV 制御弁の行程、 H′STV 絶対行程、 i 曲
線、 ii 曲線、 PSTR 制御室内の圧力、 pc 噴射ノズルの閉鎖圧力
、 Q 流動横断面、 Q1 流動横断面、 Sitz 弁座、 t 時間、 t1 時点、 t2 時点
線、 ii 曲線、 PSTR 制御室内の圧力、 pc 噴射ノズルの閉鎖圧力
、 Q 流動横断面、 Q1 流動横断面、 Sitz 弁座、 t 時間、 t1 時点、 t2 時点
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成13年9月12日(2001.9.12)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項1
【補正方法】変更
【補正の内容】
Claims (13)
- 【請求項1】 制御弁(2)と、制御弁(2)を操作するための調節エレメ
ントと、制御弁(2)により制御室(8)内の圧力増大若しくは圧力減少を介し
て制御可能である噴射ノズルとを備えた噴射装置であって、その際、制御弁(2
)は少なくとも2つの切り替え状態を有しており、かつ、制御弁(2)の第1の
切り替え状態においては第1の圧力が制御室(8)内に生ぜしめられ、この圧力
においては噴射ノズルは閉じられており、かつ、制御弁(2)の第2の切り替え
状態においては第2の圧力が制御室(8)内に生ぜしめられ、この圧力において
は噴射ノズルが開かれている形式のものにおいて、 制御弁(2)が少なくとも1つの第3の切り替え状態を有しており、この切り
替え状態においては第3の圧力が制御室(8)内に生ぜしめられ、この圧力は第
1の圧力と第2の圧力との間にあって、かつこの圧力においては噴射ノズルが開
かれていることを特徴とする、噴射装置。 - 【請求項2】 調節エレメントが圧電アクチュエータであり、この圧電アク
チュエータは電気的な制御によって長さ変化することを特徴とする、請求項1記
載の噴射装置。 - 【請求項3】 制御弁(2)が第4の切り替え状態を有しており、この切り
替え状態においては圧力が制御室(8)内に生ぜしめられ、この圧力においては
噴射ノズルが閉じられていることを特徴とする、請求項1又は2記載の噴射装置
。 - 【請求項4】 制御室(8)が部分的に、噴射ノズルの押し棒(10)の端
面により仕切られていることを特徴とする、請求項1から3までのいずれか1項
に記載の噴射装置。 - 【請求項5】 噴射ノズルの押し棒(10)が弾性的な手段により力を負荷
されていることを特徴とする、請求項4記載の噴射装置。 - 【請求項6】 制御弁(2)が第1の切り替え状態において第1の弁座(4
)にあり、したがって制御室(8)が漏えいシステム(14)から分離されてお
り、制御弁(2)が第2の切り替え状態において弁座(4,6)になく、したが
って制御室が漏えいシステム(14)と第1の流動横断面を介して接続されてお
り、かつ、制御弁(2)が第3の切り替え状態において弁座(4,6)になく、
したがって制御室(8)が漏えいシステム(14)と第2の流動横断面を介して
接続されており、その際、第1の流動横断面は第2の流動横断面よりも大きいこ
とを特徴とする、請求項1から5までのいずれか1項に記載の噴射装置。 - 【請求項7】 制御弁(2)が第4の切り替え状態において第2の弁座(6
)にあり、したがって制御室(8)が漏えいシステム(14)から分離されてい
ることを特徴とする、請求項1から6までのいずれか1項に記載の噴射装置。 - 【請求項8】 噴射圧力がコモンレール(16)により生ぜしめられること
を特徴とする、請求項1から7までのいずれか1項に記載の噴射装置。 - 【請求項9】 調節エレメントが電気的に制御され、調節エレメントが制御
弁(2)を操作し、制御弁の操作によって制御室(8)内の圧力が増大又は減少
せしめられ、かつ、噴射ノズルが制御室(8)内の圧力に関連して開かれ又は閉
じられる形式の、流体を噴射する方法において、 調節エレメントの制御によって、制御弁(2)がまず第1の切り替え状態から
、少なくとも3つの切り替え状態のうちの1つの第2の切り替え状態にもたらさ
れ、これによって制御室(8)内の圧力が減少せしめられて、噴射ノズルが開か
れ、調節エレメントを更に続いて制御することによって、制御弁(2)が、少な
くとも3つの切り替え状態のうちの1つの第3の切り替え状態にもたらされ、こ
れによって制御室(8)内の圧力が増大せしめられ、かつ噴射ノズルが開かれた
状態にとどまり、調節エレメントを更に続いて制御することによって、制御弁(
2)が別の切り替え状態にもたらされ、この切り替え状態においては圧力が制御
室(8)内で更に続いて増大せしめられ、これによって噴射ノズルが閉じられる
ことを特徴とする、流体を噴射する方法。 - 【請求項10】 制御弁(2)が第1の切り替え状態において第1の弁座(
4)にあり、かつ、別の切り替え状態が第1の切り替え状態に相応していること
を特徴とする、請求項9記載の方法。 - 【請求項11】 制御弁(2)が別の切り替え状態において第2の弁座(6
)にあることを特徴とする、請求項9記載の方法。 - 【請求項12】 制御弁(2)の第1の切り替え状態において、かつ、制御
弁(2)の別の切り替え状態において、制御室(8)が漏えいシステム(14)
から分離され、かつ、制御弁(2)の第2の切り替え状態において、かつ、制御
弁(2)の第3の切り替え状態において、制御室(8)が漏えいシステム(14
)と接続されることを特徴とする、請求項9から11までのいずれか1項に記載
の方法。 - 【請求項13】 制御弁(2)の第2の切り替え状態における制御弁(2)
を通る流動横断面が、制御弁(2)の第3の切り替え状態におけるよりも大きい
ことを特徴とする、請求項9から12までのいずれか1項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10006786.7 | 2000-02-18 | ||
DE10006786A DE10006786A1 (de) | 2000-02-18 | 2000-02-18 | Einspritzeinrichtung und Verfahren zum Einspritzen von Fluid |
PCT/DE2001/000585 WO2001061180A2 (de) | 2000-02-18 | 2001-02-16 | Einspritzeinrichtung und verfahren zum einspritzen von fluid |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003522904A true JP2003522904A (ja) | 2003-07-29 |
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ID=7631032
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2001560005A Pending JP2003522904A (ja) | 2000-02-18 | 2001-02-16 | 噴射装置及び流体を噴射する方法 |
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---|---|
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CZ (1) | CZ20022780A3 (ja) |
DE (2) | DE10006786A1 (ja) |
WO (1) | WO2001061180A2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009518586A (ja) * | 2005-12-12 | 2009-05-07 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 直接操作可能な噴射弁部材を有する燃料インジェクタ |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE10335211A1 (de) * | 2003-08-01 | 2005-02-17 | Robert Bosch Gmbh | Kraftstoff-Einspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine |
EP2816212A1 (en) * | 2013-06-21 | 2014-12-24 | Continental Automotive GmbH | Method and device for controlling an injector |
Family Cites Families (8)
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---|---|---|---|---|
EP0529630B1 (en) * | 1991-08-30 | 1996-03-27 | Nippondenso Co., Ltd. | Fuel injection system for engine |
US5463996A (en) * | 1994-07-29 | 1995-11-07 | Caterpillar Inc. | Hydraulically-actuated fluid injector having pre-injection pressurizable fluid storage chamber and direct-operated check |
US5720318A (en) * | 1995-05-26 | 1998-02-24 | Caterpillar Inc. | Solenoid actuated miniservo spool valve |
DE19624001A1 (de) * | 1996-06-15 | 1997-12-18 | Bosch Gmbh Robert | Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen |
US5860597A (en) * | 1997-03-24 | 1999-01-19 | Cummins Engine Company, Inc. | Injection rate shaping nozzle assembly for a fuel injector |
DE19732802A1 (de) * | 1997-07-30 | 1999-02-04 | Bosch Gmbh Robert | Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen |
DE19742073A1 (de) * | 1997-09-24 | 1999-03-25 | Bosch Gmbh Robert | Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen |
DE19752851C1 (de) * | 1997-11-28 | 1998-12-17 | Siemens Ag | Hydraulisches Absteuerventil |
-
2000
- 2000-02-18 DE DE10006786A patent/DE10006786A1/de not_active Ceased
-
2001
- 2001-02-16 US US10/204,172 patent/US20030141389A1/en not_active Abandoned
- 2001-02-16 AT AT01913657T patent/ATE316204T1/de not_active IP Right Cessation
- 2001-02-16 CZ CZ20022780A patent/CZ20022780A3/cs unknown
- 2001-02-16 WO PCT/DE2001/000585 patent/WO2001061180A2/de active IP Right Grant
- 2001-02-16 DE DE50108750T patent/DE50108750D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-02-16 CN CN01805192.8A patent/CN1404550A/zh active Pending
- 2001-02-16 EP EP01913657A patent/EP1259728B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-02-16 JP JP2001560005A patent/JP2003522904A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009518586A (ja) * | 2005-12-12 | 2009-05-07 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 直接操作可能な噴射弁部材を有する燃料インジェクタ |
JP4898830B2 (ja) * | 2005-12-12 | 2012-03-21 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 直接操作可能な噴射弁部材を有する燃料インジェクタ |
Also Published As
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DE10006786A1 (de) | 2001-08-30 |
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WO2001061180A2 (de) | 2001-08-23 |
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CN1404550A (zh) | 2003-03-19 |
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